一种基于光子晶体槽波导的多组分气体浓度测量方法技术

本发明专利技术提出了一种基于光子晶体槽波导的多组分气体浓度测量方法。由激光器1、气室3、探测器5、锁相放大器7、信号发生器11、电流控制系统13和计算机系统9组成。其特点是气室3由光子晶体槽波导构成，利用其慢光特性增加光与待测气体之间的接触作用，通过在光子晶体槽波导两侧的空气槽中填充不同折射率的液体，获得高群折射率、宽带宽、波长可调且不受空气孔半径制备误差影响的慢光特性，实现对多组分气体浓度的高灵敏度测量，并结合谐波检测信号处理方法，避免了噪声干扰、光源波动、光纤传输损耗等引入的测量误差，提高了测量精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于光电检测

技术介绍
目前世界上很多国家都将环境保护作为ー项基本国策，并建立相应的组织对环境污染进行检测和控制。而对气体浓度和组分的检测与控制更是当今传感技术发展领域的重要前沿课题(文献1.王琳琳，北京大气污染特征研究[D]，山东大学，2011)。在实际应用中，尤其是对低浓度有毒气体的快速、实时、高灵敏度、高精度远程检测，是众多科学研究者所追求的目标。传统的气体检测技术通常是基于非光学的检测，容易受到其他气体成分的交叉敏感和敏感膜表面污染等不利因素的影响，而且其响应比较迟钝，可重复利用率低，使用寿命较短，难以实现连续实时在线检測。因此，发展高灵敏度而且有效的气体检测手段成为传感
中一个特别重要的课题。光谱吸收型光纤气体传感器是光谱分析技术与现代光纤技术相结合的产物。每ー种气体都有固有的吸收谱(文献2.L.S.Rothman, 1.E.Gordon, A.Barbe， et al.The HITRAN 2008 molecular spectroscopic database[J].Journal of Quantitative Spectrosco本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光子晶体槽波导的多组分气体浓度测量方法，包括传感单元、信号处理单元以及连接它们的光纤链路和计算机系统，所述的传感器单元包括激光器1、气室3、电流控制系统13以及信号发生器11，其特征在于：所述的气室3是由光子晶体槽波导构成的；所述的信号处理单元包括一个探测器5和一个锁相放大器7；电流控制系统13受到信号发生器11发出的正弦电信号的控制，输出的正弦调制电流将加载在激光器1的直流驱动电流上，调制后的光信号经过传输光纤2送至气室3，部分光信号会被气室3中的待测气体吸收，其余未被吸收的光经过光电探测器5转换为电信号后输送给锁相放大器7作为测量信号，而锁相放大器7同时还受到信号发生器11发出的与...

【技术特征摘要】
1.一种基于光子晶体槽波导的多组分气体浓度测量方法，包括传感单元、信号处理单元以及连接它们的光纤链路和计算机系统，所述的传感器单元包括激光器1、气室3、电流控制系统13以及信号发生器11，其特征在于:所述的气室3是由光子晶体槽波导构成的；所述的信号处理单元包括一个探测器5和一个锁相放大器7 ;电流控制系统13受到信号发生器11发出的正弦电信号的控制，输出的正弦调制电流将加载在激光器I的直流驱动电流上，调制后的光信号经过传输光纤2送至气室3，部分光信号会被气室3中的待测气体吸收，其余未被吸收的光经过光电探测器5转换为电信号后输送给锁相放大器7作为测量信号，而锁相放大器7同时还受到信号发生器11发出的与电流控制系统13接收到的调制频率相同的正弦电信号并将其作为參考信号，最后，锁相放大器7输出的电信号由串ロ传送至计算机系统9进行数据的采集、处理以及显示。2.按权利要求1所述的ー种基于光子晶体槽波导的多组分气体浓度测量方法，其特征在于:所述的激光器I，其工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，张亚男，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：